支中隊很快就退兵了，瀨谷啟就覺得受了愚弄，這支軍隊充其量就是團級規模，憑他們也想來救援滕縣守軍，簡直是做夢。不過，老是又這樣一支軍隊在城外窺伺，也很麻煩，說不定他們會襲擊輜重部隊的。

於是，瀨谷啟下令四十聯隊派出騎兵大隊和兩個中隊的步兵前去追擊，務必消滅這股支那部隊。

鬼子這一出城追擊，正中城外川軍的下懷，沒有重火力，攻不開城門，打打小伏擊總可以吧！結果，追出城的日軍自然是鑽進了川軍的伏擊圈。不過，川軍確實是火力太差，讓鬼子逃回來了一部分。

逃回的鬼子向四十聯隊報告了在種寨和大彥村遇伏，傷亡慘重的情況，瀨谷啟這才確信，城外確實有中隊大部隊，最少也是師級規模，隨時可以抄日軍的後路。瀨谷啟不驚反喜，馬上命令第四聯隊出城，消滅這個中國師。

第40聯隊這一出城追擊，王銘章等人感覺壓力頓時一輕，集中精神對件日軍的新一輪攻擊。

這一打，就打到了天黑，守軍自然是傷亡越來越大，日軍也沒有好過到哪裡去。用第十聯隊聯隊長赤柴八重藏大佐的話說，進入支那以來，第十師團所向無敵。只有這一次作戰大大不利。就是這次滕縣攻擊戰，當然，滕縣守軍打的是以命換命，連傷員都拉響手榴彈和皇軍同歸於盡，造成進攻部隊傷亡巨大小小的滕縣縣城竟然是一塊啃不動的釘子。

天黑後，王銘章和張宣武將部隊收縮，固守在南城牆一帶，準備突圍。這一收縮，王銘章把牙都咬掉了兩顆。守城開始時有5000多人，打了3天，5000人變成1000來人，其中還包括三百多名輕重傷員。也就是說，4000四名川軍將士長眠在了滕縣城內。

王銘章擦了把淚，命令張宣武，把所有部隊整編成三個營，張宣武帶一個營作突圍先鋒，王文振帶個營遠送傷員，他親自帶一個營殿後，掩護部隊突圍。

張宣武和王振文認為要走也是師長先走，絕對沒有讓師長殿後的道理。

王銘章制止了兩個人，說道：“我們在滕縣堅守三天，加上界河阻擊戰、北沙河阻擊戰、龍陽店阻擊戰，少說也打死了3000多鬼子。我第二十二集團軍雖然打殘了，也值了。我們基本上是5條命換小鬼子一條命，雖然有點賠本，但那也是沒辦法的事。死了那麼多弟兄，哪裡多我一條命。你們放心，我這人命大，不會有問題的。”

張宣武和王文振不依，最後決定，王文振做突圍先鋒，張宣武殿後，王銘章率一個營帶傷員轉移。

結果，三百多傷員全部拒絕撤退，不願意拖部隊後腿，要求每人五顆手榴彈，將他們安置在不同地方，由他們做最後的殿後部隊。

王銘章心中不忍，但理智告訴他，帶著傷員突圍是不現實的。再說，現在打成了一鍋粥，即令突圍出去，能不能回到徐州還很難說，傷員得不到救治，也很難活下去。就咬咬牙，下令將傷員隱蔽，每人發5顆手榴彈。

突圍開始前，王銘章給孫震了電報，詢問能否接應。孫震回電，陳鼎勳率領三個團下午和追擊的鬼子激戰，至今未能脫離與敵接觸，計劃晚上想法撤退。只有等他們擺脫了追擊的鬼子，才能去攻擊鬼子炮兵陣地，接應守軍突圍。

王銘章一想，趁陳鼎勳他們和鬼子交戰，正好突圍。隨即命令王文振行動。

突圍開始的時候進行的很順利，第十聯隊經過幾天激戰損失很大，夜晚暫停攻擊，處於警戒狀態。王振文他們不強行攻擊，而是在南城牆上靠上梯子，爬上城牆後用繩子縋下去。

剛開始的時候，王振文率領先頭營先上了城牆，在兩邊架起了機槍，做好了掩護突圍的火力準備。隨後就讓戰士們攀著繩索往下溜。

當先頭營順利出城後，王銘章帶人上了城牆，剛攀著繩子縋下去，南城牆兩邊的鬼子覺了，開始用機槍掃射，封鎖突破口。

王銘章一見鬼子開始封鎖，在城牆下面連聲大喊：“用火力壓制，掩護弟兄們快爬！”

一句話沒有喊完，鬼子機槍一梭子打過來，直接擊中了他。王銘章看了一眼鬼子的機槍方向，罵了句“龜兒子”就轟然倒下。

參謀長趙渭濱和四師副參謀長鄒邵孟見王銘章中彈，趕緊都往跟前跑，檢視傷勢，結果鬼子的機槍又是一梭子打來，二人都中彈當場犧牲。

見師長、參謀長殉國，尚在城牆上的一二二師警衛連碩果僅存的一個排全都紅了眼，吶喊著向鬼子撲去，與敵人殺在了一起。可惜鬼子火力太強，這個排全部壯烈犧牲。

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